JP2017105079A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
従来、インク液滴を吐出して記録媒体上に所望のパターンで着弾させることで画像記録や立体構造の形成を行うインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置では、インクに対して適切な圧力変化パターンで加圧することで、ノズルから所望の量及び速度でインク液滴を吐出させる技術が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an ink jet recording apparatus that performs image recording and formation of a three-dimensional structure by ejecting ink droplets and landing on a recording medium in a desired pattern. In this ink jet recording apparatus, a technique is used in which ink droplets are ejected from a nozzle at a desired amount and speed by pressurizing ink with an appropriate pressure change pattern.
このとき、インクにゴミや塵などの異物が混入していると、記録画像や形成された構造の質の低下に繋がる。そこで、インクジェットヘッドにおいて、インクタンクから供給されるインクがノズルへ到達する前、例えば、各ノズルへインクが分配される直前の共通流路や共通インク室などにこれらの異物を除去するフィルターが設けられている。 At this time, if foreign matters such as dust and dust are mixed in the ink, the quality of the recorded image and the formed structure is deteriorated. Therefore, in the inkjet head, before the ink supplied from the ink tank reaches the nozzles, for example, a filter for removing these foreign substances is provided in a common flow path or a common ink chamber immediately before the ink is distributed to each nozzle. It has been.
一方、インクに気泡が混じると、当該気泡によりインクに対して適切に圧力が印加されず、インクの吐出不良が生じるという問題がある。これに対し、従来、インク流路内のインクを加圧して強制的に排出又は循環させることで、当該インク流路内の気泡を除去する技術がある。特許文献1には、記録ヘッド内のインク液充填部に設けられたフィルターの上流側及び下流側からインクタンクへそれぞれインクを戻す循環流路の合流位置に三方弁が設けられ、選択的に何れかのインクがインクタンクへと流れるように制御して、必要に応じてそれぞれ気泡の除去を行う技術が開示されている。また、特許文献2には、記録ヘッドにおいてフィルターの上流側の第1液室及び下流側の第2液室のそれぞれ上部に、第1泡抜き路及びフィルターを介した第2泡抜き路を各々設け、ノズルにおけるインクのメニスカスを破壊しない範囲の流量に調節しながらそれぞれに発生した気泡を順番に排出させる技術について開示されている。 On the other hand, when air bubbles are mixed in the ink, there is a problem that pressure is not properly applied to the ink due to the air bubbles, resulting in ink ejection failure. On the other hand, there is a technique for removing bubbles in the ink flow path by pressurizing and forcibly discharging or circulating the ink in the ink flow path. In Patent Document 1, a three-way valve is provided at a merging position of a circulation flow path for returning ink to an ink tank from an upstream side and a downstream side of a filter provided in an ink liquid filling unit in a recording head. A technique is disclosed in which such ink is controlled to flow to the ink tank and bubbles are removed as necessary. Further, in Patent Document 2, a first bubble removal path and a second bubble removal path via a filter are respectively provided above the first liquid chamber on the upstream side and the second liquid chamber on the downstream side of the filter in the recording head. There is disclosed a technique for sequentially discharging bubbles generated in each nozzle while adjusting the flow rate so as not to destroy the ink meniscus in the nozzle.
しかしながら、記録ヘッド内に設けられたフィルターよりも下流側の気泡の除去にインクの流れを利用する場合、このインクの一部がノズルから漏出する。これによりインクの無駄が多く生じるという課題があった。 However, when the ink flow is used to remove bubbles on the downstream side of the filter provided in the recording head, a part of the ink leaks from the nozzle. As a result, there is a problem that a lot of ink is wasted.
この発明の目的は、確実に気泡を除去しつつ、無駄となるインク量を容易に低減することの出来るインクジェット記録装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of easily reducing the amount of wasted ink while reliably removing bubbles.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドを備え、
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記ノズルに連通する出力流路への連通口と、インクを流出させる第1流出口及び第2流出口と、を有するインク室が設けられ、
前記インク室は、前記フィルターにより、前記流入口及び前記第1流出口を含み、前記フィルターを通過していないインクが流れる上流側インク室と、前記第2流出口及び前記連通口を含み、前記フィルターを通過したインクが流れる下流側インク室と、に区分けされており、
前記下流側インク室には、前記第2流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積を狭める流路狭窄部材が設けられている
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1
A recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the nozzle;
In the ink flow path, an inflow port through which ink supplied from outside flows in, a filter for filtering the ink that flows in from the inflow port, a communication port to the output flow path that communicates with the nozzle, and the ink flow out An ink chamber having a first outlet and a second outlet to be provided;
The ink chamber includes the inlet and the first outlet by the filter, and includes an upstream ink chamber through which ink not passing through the filter flows, the second outlet and the communication port, It is divided into a downstream ink chamber through which the ink that has passed through the filter flows,
In the inkjet recording apparatus, the downstream ink chamber is provided with a channel narrowing member that narrows an area of a channel cross section perpendicular to the ink flow to the second outlet.
また、請求項2記載の発明は、
インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有する記録ヘッドを備え、
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記ノズルに連通する出力流路への連通口と、インクを流出させる第1流出口及び第2流出口と、を有するインク室が設けられ、
前記フィルターにより前記インク室は、前記流入口及び前記第1流出口を含み、前記フィルターを通過していないインクが流れる上流側インク室と、前記第2流出口及び前記連通口を含み、前記フィルターを通過したインクが流れる下流側インク室と、に分割されており、
前記連通口は、前記出力流路の断面積に対して開口面積が局所的に小さくなるように形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置である。
The invention according to claim 2
A recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the nozzle;
In the ink flow path, an inflow port through which ink supplied from outside flows in, a filter for filtering the ink that flows in from the inflow port, a communication port to the output flow path that communicates with the nozzle, and the ink flow out An ink chamber having a first outlet and a second outlet to be provided;
The ink chamber by the filter includes the inlet and the first outlet, and includes an upstream ink chamber through which ink that has not passed through the filter flows, the second outlet and the communication port, and the filter And the downstream ink chamber through which the ink that has passed through flows.
The communication port is an ink jet recording apparatus characterized in that an opening area is locally reduced with respect to a cross-sectional area of the output flow path.
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のインクジェット記録装置において、
前記上流側インク室は、
直線状の第1長軸に沿って延在し、前記フィルターに対して垂直な方向から見た場合に当該第1長軸に沿って前記流入口及び前記第1流出口が設けられており、
前記第1流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面が前記フィルターに接する範囲で、当該流路断面の面積が一定に形成され、
前記下流側インク室は、
直線状の第2長軸に沿って延在し、前記フィルターに対して垂直な方向から見た場合に前記流入口と重なる前記第2長軸に沿って前記第2流出口が設けられており、
前記第2流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面が前記フィルターに接する範囲で、当該流路断面の面積が一定に形成されている
ことを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the ink jet recording apparatus according to claim 1 or 2,
The upstream ink chamber is
The inlet and the first outlet are provided along the first long axis when viewed from a direction perpendicular to the filter, extending along a straight first long axis,
In the range where the flow path cross section perpendicular to the ink flow to the first outlet is in contact with the filter, the area of the flow path cross section is formed constant,
The downstream ink chamber is
The second outflow port is provided along the second long axis that extends along a straight second long axis and overlaps the inflow port when viewed from a direction perpendicular to the filter. ,
The area of the cross section of the flow path is formed to be constant within a range in which the cross section of the flow path perpendicular to the ink flow to the second outlet is in contact with the filter.
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
前記流路狭窄部材は、前記第2流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積を前記第2流出口への流れの方向に沿って一定量狭めることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect,
The channel narrowing member narrows the area of the channel cross section perpendicular to the ink flow to the second outlet by a certain amount along the direction of the flow to the second outlet.
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記第1流出口から流出したインクを流す第1流出部と、
前記第2流出口から流出したインクを流す第2流出部と、
を備え、
前記第1流出部は、前記第2流出部よりもインクの流れに係る圧力損失が大きくなるように形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 5 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A first outflow portion for flowing ink flowing out of the first outflow port;
A second outflow portion for flowing ink flowing out from the second outflow port;
With
The first outflow portion is formed such that pressure loss associated with the ink flow is larger than that of the second outflow portion.
また、請求項6記載の発明は、請求項5記載のインクジェット記録装置において、
前記第1流出部には、局所的に流路断面積を縮小する流出部狭窄部材が設けられていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus of the fifth aspect,
The first outflow portion is provided with an outflow portion constriction member that locally reduces the cross-sectional area of the flow path.
また、請求項7記載の発明は、請求項1〜6の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記流入口から流入させるインクを貯留するインク貯留部と、
前記第1流出口及び前記第2流出口から流出したインクを前記インク貯留部に戻す循環流路と、
を備えることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An ink reservoir for storing ink flowing in from the inlet;
A circulation channel for returning the ink flowing out from the first outlet and the second outlet to the ink reservoir;
It is characterized by having.
また、請求項8記載の発明は、請求項1〜7の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記下流側インク室には、前記連通口を当該連通口から離隔した位置で覆い、前記出力流路内から前記下流側インク室に伝播するインクの圧力変動のうち少なくとも一部を吸収する緩衝部材が設けられていることを特徴としている。
The invention according to claim 8 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The downstream ink chamber covers the communication port at a position separated from the communication port, and absorbs at least a part of the pressure fluctuation of the ink propagating from the output flow path to the downstream ink chamber. It is characterized by being provided.
また、請求項9記載の発明は、請求項1〜8の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
インクに圧力を付して前記インク流路へのインクの送液を行う送液部と、
前記インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、前記送液部による単位時間当たりのインク送液量を定めて当該送液部を動作させる制御部と、
を備えることを特徴としている。
The invention according to claim 9 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A liquid feeding section that applies pressure to the ink and feeds the ink to the ink flow path; and
A control unit that determines the amount of ink to be fed per unit time by the liquid feeding unit and operates the liquid feeding unit when performing the operation of removing bubbles in the ink flow path;
It is characterized by having.
また、請求項10記載の発明は、請求項9記載のインクジェット記録装置において、
前記単位時間当たりのインク送液量の設定値を記憶する設定記憶部を備え、
前記制御部は、前記インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、当該設定記憶部に記憶された前記設定値を参照して前記送液部を動作させる
ことを特徴としている。
The invention according to
A setting storage unit for storing a set value of the ink feeding amount per unit time;
The control unit operates the liquid feeding unit with reference to the set value stored in the setting storage unit when performing the operation of removing bubbles in the ink flow path.
本発明に従うと、インクジェット記録装置において、確実に気泡を除去しつつ、無駄となるインク量を容易に低減させることが出来るという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that in the ink jet recording apparatus, it is possible to easily reduce the amount of wasted ink while reliably removing bubbles.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置100の全体斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view of an
このインクジェット記録装置100は、複数のラインヘッドを有するワンパス方式の装置であって、搬送部10と、画像形成部20と、インク供給部30などを備える。
The ink
搬送部10は、駆動ローラー11と、搬送モーター12と、搬送ベルト14などを備える。搬送モーター12は、駆動ローラー11を所定の速度で回転動作させる。駆動ローラー11には、図示略の従動ローラーと共に無端状の搬送ベルト14が巻回されて、当該駆動ローラー11の回転により搬送ベルト14が周回移動する。この搬送ベルト14の外側面を搬送面として当該搬送面上に記録媒体が載置されて、記録媒体は、搬送ベルト14の周回移動に伴って搬送方向に搬送される。
The
画像形成部20は、キャリッジ22と、キャリッジ昇降部23とを備え、これらのキャリッジ22とキャリッジ昇降部23との組み合わせがインクの色数に応じた組数(ここでは8組)設けられている。キャリッジ22は、それぞれ、搬送部10による記録媒体の搬送方向(x方向)と交差する向き、ここでは直交する幅方向(y方向)に延在して、搬送部10による記録媒体の搬送面の上方(z方向)に配置され、搬送される記録媒体の全幅に亘ってインクを吐出可能に複数のインクジェットヘッド211(図2参照)が固定されてラインヘッド構造をなしている。複数のキャリッジ22は、搬送方向に互いに異なる位置に設けられている。キャリッジ22は、キャリッジ昇降部23により搬送面から上方への距離が変更可能に設けられ、キャリッジ22の移動に伴ってインクジェットヘッド211も搬送面からの距離が変更される。
The
キャリッジ昇降部23は、キャリッジ22の搬送面からの距離を変更させる。キャリッジ昇降部23は、昇降モーター232と、電磁ブレーキ233と、梁部材234と、支持部235などを備える。
梁部材234は、搬送ベルト14の上部(記録媒体の搬送面側)において搬送方向と交差する向き(ここでは直交する向き、即ち幅方向)で略平行に二本設けられ、当該梁部材234の両端にそれぞれ支持部235が固定される。支持部235には、昇降モーター232、電磁ブレーキ233及びキャリッジ22が取り付けられている。
キャリッジ22は、制御部40(図6参照)からの制御信号に基づいて駆動される昇降モーター232及び電磁ブレーキ233の動作に応じて上下されて位置が定められる。
The carriage lifting / lowering
Two
The
昇降モーター232は、所定の昇降速度でキャリッジ22を移動させる。昇降モーター232としては、例えば、サーボモーターやステッピングモーターが用いられる。
The lifting
電磁ブレーキ233は、キャリッジ22の固定状態を維持するものであり、駆動信号に応じてこの固定状態が解除されることで、昇降モーター232によるキャリッジ22の移動を一時的に可能とする。即ち、電源切断時を含めた通常の状態では、電磁ブレーキ233は、キャリッジ22を固定する。電磁ブレーキ233としては、例えば、ディスクブレーキが用いられる。
The
インク供給部30は、画像の記録に用いられる各色のインクを貯え、インクジェットヘッド211に供給する。インク供給部30の各構成は、ここでは、専用のラック35などに配置されて、チューブなどの配管を介して画像形成部20と接続されている。
The
次に、本実施形態のインクジェット記録装置100におけるインク供給部30から画像形成部20にかけてのインクの流れに係る構成について説明する。
図2は、本実施形態のインクジェット記録装置100におけるインクの流れに係る構成を説明する図である。
Next, the configuration related to the ink flow from the
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration related to the ink flow in the
インク供給部30は、メインタンク31と、フィルター31aと、供給バルブ31bと、供給ポンプ32などを備える。
The
メインタンク31のインクは、供給ポンプ32の動作によりフィルター31a及び供給バルブ31bを介して画像形成部20のサブタンク212に送られる。フィルター31aは、インク内のゴミや塵などの異物、夾雑物などを取り除く。供給バルブ31bは、メインタンク31からサブタンク212へのインク供給可否を定める。この供給バルブ31bは、メインタンク31へのインク補充時やメインタンク31の交換時などに手動で切替可能であっても良い。
The ink in the
供給ポンプ32によりメインタンク31から画像形成部20のサブタンク212(インク貯留部)に供給されたインクは、脱気部213と、送液ポンプ214(送液部)と、三方切替バルブ214bと、供給流路217などを通って各インクジェットヘッド211(記録ヘッド)へ送られる。各インクジェットヘッド211から吐出又は漏出されないインクは、それぞれ逆止弁219aを介して回収流路219(循環流路)に排出され、サブタンク212へ戻される。
The ink supplied from the
サブタンク212は、メインタンク31よりも容量の小さいインクタンクである。サブタンク212は、開放バルブ212aを介して空気開放されており、インクを大気圧に保っている。また、サブタンク212には、液面センサー212bが設けられており、液面センサー212bは、サブタンク212内のインク量を検出して、検出信号を制御部40(図6参照)に出力する。なお、液面センサー212bは、単純にインク量が所定の下限基準値を下回ったか否かのみを検出して検出信号を制御部40に出力しても良い。
The
脱気部213は、インク中の空気を除去する。脱気部213は、脱気モジュール213aと、真空ポンプ213bと、圧力センサー213cなどを備える。脱気モジュール213aは、真空ポンプ213bによる真空吸引で減圧された真空流路と、インク流路とが脱気膜を介して接触する構造であり、インク内の空気のみが脱気膜を透過することでインクから空気が除去される。圧力センサー213cは、真空ポンプ213bの動作制御や脱気膜の破損といった異常検出に用いられる。
The
送液ポンプ214は、送液ポンプ214と脱気部213との間に設けられた送液バルブ214aが開放された状態において、脱気部213で脱気されたインクを制御部40(図6参照)により設定された流量(単位時間当たりのインク送液量)で負圧形成部215又は迂回流路216へと送る。送液ポンプ214としては、従来周知のものが利用可能である。
送液ポンプ214と三方切替バルブ214bとの間からは、リリーフバルブ212cを介してサブタンク212にインクを戻す流路が分岐して設けられており、インクの圧力が規定値を超えた場合にリリーフバルブ212cが開放されて圧力が解放されるようになっている。
The
A passage for returning ink to the
三方切替バルブ214bは、制御部40の制御に基づいて送液ポンプ214が送出するインクの送り先を負圧形成部215又は迂回流路216の何れかに切り換える。送り先が迂回流路216に切り替えられた場合には、インクは、当該迂回流路216を介して直接供給流路217へ送られる。
The three-
負圧形成部215は、インクジェットヘッド211に供給されるインクの圧力を空気圧より低く保つことで、インクを吐出させるタイミング以外でノズルからインクが漏出するのを防止するとともに、インクジェットヘッド211からのインクの吐出量に応じたインクを、保護バルブ215aを介してインクジェットヘッド211に供給する。負圧形成部215としては、従来周知の方法で負圧を生成、維持する構成が用いられ得る。なお、負圧形成部215は、単純な中間タンクを備え、インクジェットヘッド211との高さの差を利用して重力により同様の機能を持たせることとしても良い。
The negative
供給流路217からは、複数の動作バルブ217aをそれぞれ介して各インクジェットヘッド211のインレット2114に接続される流入路が分岐している。供給流路217は、循環バルブ218aを介して回収流路219に接続される。
From the
回収流路219には、複数の逆止弁219aをそれぞれ介して各インクジェットヘッド211のアウトレット2117が合流している。回収流路219は、回収バルブ219bを介してサブタンク212に接続され、アウトレット2117及び供給流路217から流入した未吐出インクをサブタンク212に戻す。
The
インクトレー241は、メンテナンス動作などでインクジェットヘッド211のノズル穴から記録媒体上以外にインクを吐出させる場合やインクが漏出する動作を行う場合に、これらのインクを受けて図示略の廃液タンクに送る。インクトレー241は、所定のメンテナンス位置に設けられて、キャリッジ22がインクトレー241に対応する位置まで移動可能であっても良いし、インクトレー241がノズル開口部と対向する位置に移動可能であっても良い。
The
図3は、インクジェットヘッド211の正面図である。
キャリッジ22に取り付けられた複数のインクジェットヘッド211は、搬送方向(x方向)から見た場合にこの正面図の向きとなる。
インクジェットヘッド211は、インクを吐出させる動作を行うヘッド駆動部26(図6参照)の回路基板などが納められた筐体Bの下部にインク吐出部27が取り付けられている。
FIG. 3 is a front view of the
The plurality of inkjet heads 211 attached to the
In the
インク吐出部27は、インクをノズルに供給し、当該ノズルの開口部から適切な液量の液滴として吐出させる。ノズルは、その開口部(ノズル開口部)がインクジェットヘッド211の搬送面と対向する面(ノズル面)に設けられ、インクは、記録媒体(搬送面)に対して略垂直に飛翔して着弾する構成となっている。ノズル開口部は、各インクジェットヘッド211のノズル面において、幅方向に所定の間隔(ピッチ)で複数配列されて設けられている。ノズル開口部の配列パターンは、特に限られず、単純な一次元配置であっても良いし、又は、搬送方向に複数列を有する千鳥格子状配列などであっても良い。幅方向についての位置が隣接するインクジェットヘッド211に設けられたノズル開口部は、幅方向に部分的に重複して配置されることで、記録媒体の全幅に亘り確実にインクの吐出が行われる構成であることが望ましい。
インク吐出部27は、インクジェットヘッド211に供給されたインクを各ノズルに分配する共通インク室2111(インク室)と、ヘッドチップ2112とを有し、インクジェットヘッド211に供給されたインクが共通インク室2111からヘッドチップ2112内の個別流路2112b(図4参照、出力流路)に分配されて各ノズルに至るインク流路が設けられている。
The
The
共通インク室2111は、幅方向(y方向)に直線状に形成されており、インクジェットヘッド211に供給されるインクが流入するインレット2114が接続されて上方(z方向)に突出している。また、インクジェットヘッド211から排出されたインクを回収流路219に流すアウトレット2117は、共通インク室2111に接続された第1排出部2115(第1流出部)及び第2排出部2116(第2流出部)と接続部2117aを介して接続されている。
The
ヘッドチップ2112は、ここでは、上面(搬送面と対向する面とは反対側の面)が共通インク室2111と接合され、下面(搬送面と対向する面)がノズル面となっている。
Here, the
図4は、共通インク室2111及びヘッドチップ2112の内部のインク流路を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the ink flow paths inside the
図4(a)及び図4(b)に示すように、共通インク室2111は、底面に設けられた複数の連通口2111cを介してヘッドチップ2112の個別流路2112bに各々インクを分配するマニホールドをなす。共通インク室2111の内部は、フィルター2118で上下に仕切られて区分けされている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
フィルター2118の上側である上部インク室2111a(上流側インク室)は、流入口2111dで管状のインレット2114に連通し、また、第1流出口2111eで管状の第1排出部2115に連通している。
上部インク室2111aは、当該上部インク室2111aの中央をy軸に平行に延びる第1長軸L1に沿って延在する直方体形状を有し、流入口2111d及び第1流出口2111eは、xy面内で第1長軸L1に重なり、当該第1長軸L1よりも+z方向の位置、即ち、上部インク室2111aの上面にそれぞれ設けられている。インレット2114から流入口2111dを通って上部インク室2111aに流入したインクは、フィルター2118を通過して当該フィルター2118の下側である下部インク室2111b(下流側インク室)に流れるとともに、フィルター2118の上面に沿って流れて第1流出口2111eを通過し、直接第1排出部2115から排出され得る。この流入口2111dから第1流出口2111eへのインクの流れは、−y方向への流れとなり、従って、このインクの流れに係る流路断面の面積(流路断面積)は、上部インク室2111a内で一定となっている。
The
The
第1排出部2115の内部には、狭窄部材2115a(流出部狭窄部材)が挿入されている。この狭窄部材2115aは、第1排出部2115を流れるインクの流路径を一定サイズ(量)狭めることで、当該第1排出部2115を流れるインクの圧力損失を第2排出部2116を流れるインクの圧力損失よりも大きい値に増大させる。また、この狭窄部材2115aは、当該狭窄部材2115aによる圧力損失と、第2排出部2116を流れるインクがフィルター2118を通過する際に受ける圧力損失の大きさとの比が適切な値となるように流路径(流路断面積)及び流路長が設定される。この設定については、後に詳述する。
A
下部インク室2111bは、第2流出口2111fで管状の第2排出部2116に連通している。下部インク室2111bは、当該下部インク室2111bの中央をy軸に平行に延びる第2長軸L2に沿って延在する直方体形状を有する。第2長軸L2は、xy平面内で第1長軸L1と重なり、下部インク室2111bの第2長軸L2に沿った長さは、上部インク室2111aの第1長軸に沿った長さより長い。従って、流入口2111dは、第2長軸L2とxy面で重なる位置にある。また、第2流出口2111fは、xy面内で第2長軸L2に重なり、当該第2長軸L2よりも+z方向の位置、即ち、ここでは、下部インク室2111bの上面であって上部インク室2111aと接していない位置に設けられている。フィルター2118によりろ過されて上部インク室2111aから下部インク室2111bに流入したインクは、連通口2111cを介してヘッドチップ2112の個別流路2112bに流れるとともに、フィルター2118の下面に沿って流れて第2流出口2111fを通過して第2排出部2116から排出され得る。この第2流出口2111fへのインクの流れは、−y方向に沿った流れとなり、従って、第2流出口2111fまでのインクの流れに係る流路断面の面積は、下部インク室2111b内で一定となっている。
The
また、下部インク室2111b内には、連通口2111cの上方を覆うように底面(即ち連通口2111c)から離隔して緩衝部材2119(ダンパー)が設けられ、個別流路2112b内で生じるインクの圧力変動の少なくとも一部を吸収してその影響が他の個別流路2112b内に伝播するのを抑制する。緩衝部材2119としては、インクの圧力変化に応じて表面が変形可能な可撓膜が用いられ、更に、内部に気体(空気)が封入された袋状に形成されていても良い。ここでは、この緩衝部材2119は、十分に薄く、及び/又は変形するものであって、単独で流路狭窄部材2110として下部インク室2111bの流路断面積を所定(固定)サイズ縮小するものとはされない。但し、緩衝部材2119に厚みが有る場合には、緩衝部材2119により下記の流路狭窄部材2110の機能を更に強めることが出来る。この場合、流路狭窄部材2110の大きさの設定には、当該緩衝部材2119の効果が考慮される。
In addition, a buffer member 2119 (damper) is provided in the
下部インク室2111bには、更に、流路狭窄部材2110が設けられている。この流路狭窄部材2110は、インクのフィルター2118の通過及び連通口2111cへの流入に悪影響を及ぼさない範囲で、下部インク室2111bにおける第2流出口2111fへのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積を従来のインクジェットヘッド211の構造におけるものよりも所定サイズ狭めるためのものである。従って、この流路狭窄部材2110で狭められている範囲において、狭められた流路断面の面積が一定となっている。なお、流路断面の面積は、フィルター2118に接する範囲で狭められていれば良く、ここでは、流路狭窄部材2110は、流路断面がフィルター2118と接しない下部インク室2111bの両端にまで延びていない。また、流路断面がフィルター2118に接しない範囲における流路狭窄部材2110の形状は、流路断面に平行な平面形状に限られず、第2長軸L2に沿った方向の両端で先細りする形状など、インクの流れを阻害し難い形状がより好ましく用いられる。
The
ヘッドチップ2112は、共通インク室2111の連通口2111cに各々対応して配置される個別流路2112bを有する。個別流路2112b内の少なくとも一部では、インクに所定のパターンで圧力の印加が可能となっている。ここでは、個別流路2112bの壁面(隔壁)の少なくとも一部がヘッド駆動部26に電気的に接続された圧電素子の変形に応じて変形可能に設けられ、変形可能なこの壁面に面した個別流路2112bの部分は、インクに圧力変化を加える圧力室をなす。連通口2111cの開口面積(流路断面積)は、個別流路2112bの入り口付近の流路断面積よりも局所的に小さい狭窄部となっている。これにより、送液ポンプ214の送液動作によりインク室2111内のインクに圧力が加えられた場合に、個別流路2112bへ流れ込んでノズルから漏出するインクの割合を低減させる。なお、個別流路2112bの構造や形状は、適宜設計され得る。
The
ヘッドチップ2112の下面、即ち、搬送面との対向面にはノズルプレート2112aが接合されている。ノズルプレート2112aには、個別流路2112bに各々対応したノズル穴が設けられており、圧力室でインクに対して印加された圧力パターンに応じて当該ノズル穴からインクが吐出される。
A
図5は、第1排出部2115内に設けられる狭窄部材2115aの例を示す斜視図である。
狭窄部材2115aは、中空状の貫通部Hhを有するチューブ状のものであり、その外周が、管状の第1排出部2115の内周と等しくなるようにコネクターなどが設けられていても良い。ここでは、所定長のチューブHpの上端と下端にコネクターHc1、Hc2が取り付けられて、第1排出部2115内に埋め込まれている。
なお、ここでは、上端側(下流側)のコネクターHc1の外側面には、細溝Htが設けられて、狭窄部材2115aを第1排出部2115に挿入取り付けする際などにコネクターHc1、Hc2間のチューブHp周囲に残る空気を容易に排出可能となっている。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the
The
Here, a narrow groove Ht is provided on the outer surface of the connector Hc1 on the upper end side (downstream side), and when the
次に、流路狭窄部材2110と狭窄部材2115aのサイズ設定について説明する。
本実施形態のインクジェット記録装置100では、インク流路は、送液ポンプ214から所定流量(定められた所定時間当たりのインク送液量)のインクが送液される場合に、下部インク室2111bを流れるインクの流量を低下させつつ上部インク室2111aを流れるインクの流速と、下部インク室2111bを流れるインクの流速とを略同一とするように形成されている。
ここでいう流速とは、上部インク室2111a及び下部インク室2111bの流路断面に対する平均速度である。
Next, the size setting of the flow
In the ink
The flow velocity here is an average velocity with respect to the flow path cross section of the
共通インク室2111内に気泡が残留、混入して、特に、フィルター2118に引っかかっている場合、このインクジェット記録装置100では、インクの流れにより気泡に対して圧力を加えて気泡をフィルター2118から外れさせ、第1流出口2111e及び第2流出口2111fから共通インク室2111外に流出させる。この気泡の除去に必要なインクの流速基準値は、フィルター2118の材質や目の細かさなどに応じた摩擦力に依存し、当該フィルター2118は、インク中の捕捉対象となる異物に対して必要な条件により定まる。従って、インクジェット記録装置100において、流速基準値は、通常定数値として定めることが出来る。
In the ink
一方で、下部インク室2111bをインクが流れる際、連通口2111cから個別流路2112bを経てノズルまでの圧力損失と、第2排出部2116及び回収流路219の圧力損失との比に応じて、下部インク室2111bへの流入量に応じた量のインク、即ち、下部インク室2111bを流れる流量に対して所定の割合のインク(上部インク室2111aのインク流量と下部インク室2111bのインク流量との比が一定であれば、送液ポンプ214により送液されるインク流量に対して一定の割合のインク)がヘッドチップ2112の各個別流路2112bに流入し、ノズルプレート2112aのノズル穴から外部へ漏出する。漏出したインクは無駄になる(廃液となる)ので、下部インク室2111bへのインクの流入量が小さく抑えられることが好ましい。そこで、このインクジェット記録装置100では、下部インク室2111b内に流路狭窄部材2110が設けられることで、下部インク室2111bでの圧力損失による流速の低下が問題とならない範囲において、フィルター2118及び第2排出部2116における圧力損失と、上部インク室211aと下部インク室2111bの流路断面積の比とで定まっていた流速を維持しつつ流量を低下させる。
On the other hand, when ink flows through the
下部インク室2111bの流路断面積に応じた圧力損失がフィルター2118及び狭窄部材2115aにおける圧力損失より十分に小さい場合には、これらフィルター2118による圧力損失と狭窄部材2115aによる圧力損失との比が、流路狭窄部材2110により縮小された下部インク室2111bの流路断面積と、上部インク室2111aの流路断面積との比に応じた値となるように、流路狭窄部材2110の流路断面積及び狭窄部材2115aの流路断面積や長さが定められて第1排出部2115内に設けられれば良い。流路狭窄部材2110により縮小された下部インク室2111bの圧力損失の増大が無視出来ないほど大きい場合には、当該圧力損失の増大に応じた圧力損失が更に狭窄部材2115aで生じるように狭窄部材2115aの流路断面積や長さが定められる。
When the pressure loss corresponding to the cross-sectional area of the
なお、供給流路217及び回収流路219の長さは、インレット2114からアウトレット2117までの長さに比して十分に長く、サブタンク212とインクジェットヘッド211との間で循環するインクの圧力損失において、これら供給流路217及び回収流路219における圧力損失の占める割合は、フィルター2118や狭窄部材2115aによる圧力損失に比較して大きいので、流路狭窄部材2110や狭窄部材2115aなどの設定変更がなされてもノズルから漏出するインクの割合は、ほとんど変わらない。即ち、インクの流入量が減少することで、インクの漏出量が低下することになる。
Note that the length of the
上部インク室2111a及び下部インク室2111bの流速が何れも流速基準値以上となる流量の設定データ(設定値)は、予め工場などで検査、設定されてROM403(図6参照)に記憶される。
なお、流れるインクの種別(反応インク若しくは分散インク、又はインクの色)や、主にインク温度に依存して変化するインクの粘度の変更や変化が想定される場合、これらの変更や変化に応じて、フィルター2118及び狭窄部材2115aによる圧力損失やその比は変化し得る。従って、流速基準値(流量の設定データ)は、全て一律な定数値に限られず、インクの色のようにインクジェットヘッド211ごとに予め固定されるものについて、各々個別に対応する流量の設定データがROM403に記憶されても良い。また、インクの種別の変更や温度の変動が見込まれる場合については、当該変更や変動の想定範囲内で圧力損失が変化しても上部インク室2111a及び下部インク室2111bの流速が何れも流速基準値以上となるように、余裕を持って狭窄部材2115aや流路狭窄部材2110が構成され、また、流量の設定データが定められる。
Flow rate setting data (setting value) at which the flow rates of the
If changes or changes in ink viscosity that change depending on the type of ink (reactive ink, dispersed ink, or ink color) and ink temperature are assumed, depending on these changes or changes Thus, the pressure loss and its ratio due to the
図6は、本実施形態のインクジェット記録装置100の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
インクジェット記録装置100は、上述のように、搬送モーター12と、昇降モーター232と、電磁ブレーキ233と、供給バルブ31bと、供給ポンプ32と、液面センサー212bと、真空ポンプ213bと、圧力センサー213cと、送液バルブ214aと、送液ポンプ214と、三方切替バルブ214bと、保護バルブ215aと、複数の動作バルブ217aと、循環バルブ218aと、回収バルブ219bなどを備える。また、インクジェット記録装置100は、制御部40と、モータードライバー231と、ヘッド駆動部26と、操作表示部16と、通信部17と、バス18などを備える。
As described above, the
制御部40は、インクジェット記録装置100の全体動作を統括制御する。制御部40は、CPU401(Central Processing Unit)と、RAM402(Random Access Memory)と、設定記憶部としてのROM403(Read Only Memory)と、メモリー404などを備える。
The
CPU401は、各種演算処理を行い、インクジェット記録装置100における記録媒体の搬送、インクの吐出やメンテナンス動作などの制御を行う。このメンテナンス動作には、インク流路中の気泡を除去する気泡除去処理が含まれる。また、CPU401は、ROM403から読み出されたプログラムに従って画像データ、各部のステータス信号やクロック信号などに基づく画像記録に係る種々の処理を行う。
The
RAM402は、CPU401に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
ROM403は、制御プログラムや初期設定データなどを記憶する。制御プログラムには、上述の気泡除去処理に係るプログラムが含まれ、また、初期設定データには、インクジェットヘッド211の形状や共通インク室2111内のフィルター2118の種別、第1排出部2115、第2排出部2116や狭窄部材2115aのサイズや長さなどに応じて予め定められるインク流量(単位時間辺りの送液量)や当該インク流量での送液時間などの流量設定データ403aが含まれる。また、ROM403には、上書き更新可能な不揮発性メモリーなどを含み、随時設定維持される設定データなどを記憶可能とすることが出来る。メモリー404には、記録対象の画像データを一時記憶するRAMが含まれる。
The
The
ヘッド駆動部26は、ヘッドチップ2112においてインクを適正に吐出させるために圧力室(圧電素子)を変形動作させる駆動電圧信号を生成して出力する。ヘッド駆動部26は、制御部40からの制御信号に基づいて予め記憶された電圧波形パターンを選択して電力増幅した駆動電圧信号を生成するとともに、メモリー404から入力された画像データに応じて各圧電素子に対する駆動電圧信号の出力可否をそれぞれ切り替える。
ヘッド駆動部26に係る配線は、インクジェットヘッド211内でインク流路とまとめて形成され、また、部分的に別個に形成される。
The
The wiring related to the
モータードライバー231は、制御部40からの制御信号に応じて電磁ブレーキ233及び昇降モーター232に駆動信号を出力し、電磁ブレーキ233を緩めると共に昇降モーター232を動作させてキャリッジを所望の位置に移動させたり、昇降モーター232を停止させるとともに電磁ブレーキ233でキャリッジを固定させたりする。
The
通信部17は、外部機器との間での通信動作を制御する通信インターフェイスである。通信インターフェイスとしては、例えば、LANボードやLANカードなど、各種通信プロトコルに対応したものが一又は複数含まれる。通信部17は、制御部40の制御に基づいて外部機器から記録対象の画像データや画像記録に係る設定データ(ジョブデータ)を取得し、また、外部機器に対してステータス情報などを送信することが出来る。
The
操作表示部16は、制御部40からの制御信号に応じてインクジェット記録装置100のステータスや操作メニューなどの表示を行うと共に、ユーザーの操作を受け付けて制御部40に出力する。操作表示部16は、例えば、操作受付手段としてのタッチセンサーが表示手段としての表示画面と重ねて設けられた液晶表示部を備える。制御部40は、液晶表示部にステータスやタッチセンサーによる命令受け付け用の各種メニューなどを表示させ、当該表示させたメニューの内容や位置の情報、及び、タッチセンサーにより検出されたユーザーのタッチ操作に応じた処理をインクジェット記録装置100の各部に行わせる制御動作を行う。
The
バス18は、上記の各構成間を電気的に接続して信号のやり取りを行う経路である。
The
これらの構成に加えて、インクジェット記録装置100は、報知動作に用いられるLEDランプ及び/又はビープ音発生部といった報知動作部や、記録媒体上に形成された画像の画質異常(不良)を検出するためのラインセンサーや供給された記録媒体が正常に搬送面に載置されていないことを検出する載置異常検出センサーといった読取部などを備えていても良い。
In addition to these configurations, the ink
次に、本実施形態のインクジェット記録装置100における気泡の除去動作について説明する。
Next, the bubble removal operation in the
本実施形態のインクジェット記録装置100では、インクの初期導入の際、メンテナンス動作時やインク種別の変更時などにインク流路から一度抜かれたインクを再充填する場合、インク流路内に気泡が混入した場合などにおいて、記録ヘッドの共通インク室2111に上述の流速基準値又はこれより僅かに大きい流速(例えば、流速基準値の1.2倍など)でインクを流すことで、共通インク室2111の内部、特に、フィルター2118に引っかかっている気泡を当該インクの流れとともに流出させて除去する。
In the ink
上述のように、三方切替バルブ214bにおいて、通常の記録動作時には、インクを負圧形成部215に送るように切り替えて、吐出されたインクに応じて随時負圧形成部215からインクジェットヘッド211にインクが供給されるようにするのに対し、気泡除去動作時(メンテナンス動作時)には、インクを迂回流路216に送るように切り替えて、送液ポンプ214により所定の流量でインクを送液させることで、上部インク室2111aと下部インク室2111bとには略等速でインクが流れて第1排出部2115及び第2排出部2116から排出される。
As described above, in the three-
図7は、このインクジェット記録装置100で実行される気泡除去処理の制御部40による制御手順を示すフローチャートである。
この気泡除去処理は、ユーザー操作により手動で起動された場合、及び、インクジェット記録装置100の電源がオンされた場合の初期動作や、画像記録動作中に画質異常が検出された場合などにおけるメンテナンス動作などが実行される場合に、CPU401によりROM403から呼び出されて実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure by the
This bubble removal process is a maintenance operation when it is manually activated by a user operation, when the
気泡除去処理が開始されると、制御部40(CPU401)は、ノズル面とインクトレー241とが対向するように相対移動させる(ステップS101)。制御部40は、保護バルブ215a及び循環バルブ218aを閉じ、気泡の除去対象とする(ここでは全ての)インクジェットヘッド211に対応する動作バルブ217a及び回収バルブ219bを開き、また、三方切替バルブ214bを迂回流路216側に設定する(ステップS102)。
When the bubble removal process is started, the control unit 40 (CPU 401) relatively moves the nozzle surface and the
制御部40は、気泡の除去に必要な基準流速に対応する流量に係る設定をROM403の流量設定データ403aから取得する(ステップS103)。制御部40は、送液ポンプ214を動作させて、気泡の除去に必要な量として取得された流量のインクを各インクジェットヘッド211に送り込ませる(ステップS104)。制御部40は、送液ポンプ214の動作時間を計数し、予め設定された送液時間が経過した後に送液ポンプ214の動作を停止させる(ステップS105)。それから、制御部40は、回収バルブ219bを閉じる(ステップS106)。その他のバルブに関しては、その後の動作に準じた開閉がなされる。そして、制御部40は、気泡除去処理を終了する。
The
[実施例]
共通インク室の下面に連通口を設け、当該連通口にそれぞれ対応した個別流路が設けられたヘッドチップを接合したインクジェットヘッドを生成した。
共通インク室の高さ方向中央には、水平にフィルターを設け、直方体状の上部インク室の流路断面を36mm2とし、また、直方体状の下部インク室の流路断面を28mm2とした。上部インク室の上面両端には、直径2.8mmの円筒状の流入路及び排出路を設け、また、下部インク室において流入路と反対側の端部上面には、同サイズの排出路を設けた。上部インク室に設けられた排出路には、更に、直径0.9mmの円筒形状の中空構造を有する長さ14mmの狭窄部材を挿入した。上部インク室に設けられた排出路と下部インク室に設けられた排出路は、合流されて6mの回収経路を経てインクタンク(サブタンク)に戻された。
[Example]
An ink jet head was produced in which a communication port was provided on the lower surface of the common ink chamber, and a head chip provided with an individual flow path corresponding to the communication port was joined.
A filter is provided horizontally in the center in the height direction of the common ink chamber, the flow path cross section of the rectangular parallelepiped upper ink chamber is 36 mm 2, and the flow path cross section of the rectangular parallelepiped lower ink chamber is 28 mm 2 . Cylindrical inflow passages and discharge passages with a diameter of 2.8 mm are provided at both ends of the upper surface of the upper ink chamber, and discharge passages of the same size are provided at the upper surface of the end portion opposite to the inflow passage in the lower ink chamber It was. A narrowing member having a length of 14 mm having a cylindrical hollow structure with a diameter of 0.9 mm was further inserted into the discharge path provided in the upper ink chamber. The discharge path provided in the upper ink chamber and the discharge path provided in the lower ink chamber were merged and returned to the ink tank (sub tank) via a 6 m recovery path.
このインクジェットヘッドにおいて、流入路に対してインクタンクからインクを供給する送液ポンプを取り付け、流量を変化させながら上部インク室及び下部インク室の気泡抜け具合を目視により観察した。 In this ink jet head, a liquid feed pump for supplying ink from the ink tank to the inflow path was attached, and the bubble deflation in the upper ink chamber and the lower ink chamber was visually observed while changing the flow rate.
図8は、上部インク室及び下部インク室における気泡の抜け具合の観察結果を示す図表である。
ここでは、比重が1.12、粘度が4.2cp±0.3であるY色の反応インク(25℃)を流入させた。
FIG. 8 is a chart showing the observation results of how bubbles are removed in the upper ink chamber and the lower ink chamber.
Here, a Y-color reactive ink (25 ° C.) having a specific gravity of 1.12 and a viscosity of 4.2 cp ± 0.3 was introduced.
上部インク室では、流速が1.25cm/secでは、気泡が抜けず(×)、流速が1.67cm/secでも気泡が抜け切らなかった(△)。これに対し、流速が2.31cm/sec以上になると、気泡が完全に除去された(○)。
下部インク室では、流速が1.61cm/secでは、気泡が抜け切らず(△)、流速が2.14cm/sec以上になると、気泡が完全に除去された(○)。
In the upper ink chamber, bubbles did not escape when the flow rate was 1.25 cm / sec (×), and bubbles did not escape even when the flow rate was 1.67 cm / sec (Δ). On the other hand, when the flow rate was 2.31 cm / sec or more, the bubbles were completely removed (◯).
In the lower ink chamber, when the flow rate was 1.61 cm / sec, the bubbles were not completely removed (Δ), and when the flow rate was 2.14 cm / sec or more, the bubbles were completely removed (◯).
このように、気泡の除去の度合と、各インク室を流れるインクの流速との間には相関があるという結果が得られた。同様の結果は、粘度が3.5〜10.8cpの範囲、及び比重が1.05〜1.20の範囲の各値でも確認された。 Thus, a result was obtained that there was a correlation between the degree of bubble removal and the flow rate of ink flowing through each ink chamber. Similar results were confirmed for each value in the viscosity range of 3.5 to 10.8 cp and the specific gravity range of 1.05 to 1.20.
また、作成されたインクジェットヘッドにおいて、流入路の上端部分に送液ポンプを取り付け、流量(インクジェットヘッドへのインクの単位時間当たり供給量)と、ノズルから漏出するインクの量との関係を調べた。 In addition, in the prepared ink jet head, a liquid feed pump was attached to the upper end portion of the inflow path, and the relationship between the flow rate (the amount of ink supplied to the ink jet head per unit time) and the amount of ink leaking from the nozzle was examined. .
図9は、送液ポンプの流量とノズルから漏出したインクの量との関係を示すグラフである。
ここでは、20℃の分散型インクを用いた場合(黒丸印)と、23℃の反応型インクを用いた場合(丸印)とを重ねて示している。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the flow rate of the liquid feed pump and the amount of ink leaked from the nozzles.
Here, the case of using 20 ° C. dispersed ink (black circle) and the case of using 23 ° C. reactive ink (circle) are shown in an overlapping manner.
送液ポンプの流量とノズル穴から漏出したインクの量(廃液量)との間には、明確な相関(相関係数は、0.8947)があり、送液量の約1/3が漏出するという結果が得られた。また、この結果において、インクの種別や粘度による差異はないという結果が得られた。 There is a clear correlation (correlation coefficient is 0.8947) between the flow rate of the liquid feed pump and the amount of ink leaked from the nozzle hole (waste liquid amount), and about 1/3 of the liquid feed amount leaks. The result of doing was obtained. Moreover, in this result, the result that there was no difference by the kind and viscosity of an ink was obtained.
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置100は、インクを吐出するノズルと、当該ノズルにインクを供給するインク流路と、を有するインクジェットヘッド211を備え、インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口2111dと、当該流入口2111dから流入したインクをろ過するフィルター2118と、ノズルに連通する個別流路2112bへの連通口2111cと、インクを流出させる第1流出口2111e及び第2流出口2111fと、を有する共通インク室2111が設けられ、この共通インク室2111は、フィルター2118により、流入口2111d及び第1流出口2111eを含み、フィルター2118を通過していないインクが流れる上部インク室2111aと、第2流出口2111f及び連通口2112cを含み、フィルター2118を通過したインクが流れる下部インク室2111bと、に区分けされており、下部インク室2111bには、第2流出口2111fへのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積を狭める流路狭窄部材2110が設けられている。
このような構成により、回収バルブ219bを開放した状態で所定の単位時間当たりインク送液量で流入口2111dからインクを供給した場合に、フィルター2118を通過して下部インク室2111bに流れるインクの流量を抑えながら流速を上昇させることが出来る。従って、流量に応じてノズルから排出されて無駄となるインク量を抑制しつつ、下部インク室2111bに流入した気泡を当該流速により従来よりも容易且つ確実に除去することが出来る。特に、下部インク室2111bの上面をなすフィルター2118に引っかかった気泡に対し、当該フィルター2118面との摩擦を考慮しても、流路が狭くなることでフィルター2118の直近での流速の勾配がきつくなって気泡に対して流速を出しやすくなるので、気泡の除去を効果的に行うことが出来る。
As described above, the ink
With such a configuration, when ink is supplied from the
また、本実施形態のインクジェット記録装置100では、連通口2111cは、個別流路2112bの断面積に対して開口面積が局所的に小さくなるように形成されている。これにより、送液ポンプ214により圧力がかけられて下部インク室2111bに送液される場合に、当該下部インク室2111bを流れるインク量に比して、連通口2111cを通過してノズルから漏出するインク量を低減させることが出来る。従って、ノズルから排出されて無駄となるインク量を抑制しつつ、下部インク室2111b内の気泡を容易且つ確実に除去することが出来る。
In the ink
また、上部インク室2111aは、直線状の第1長軸L1に沿ってy方向に延在し、フィルター2118に対して垂直なz方向から見た場合に当該第1長軸L1に沿って流入口2111d及び第1流出口2111eが設けられており、第1流出口2111eへの−y方向へのインクの流れに対して垂直なxz面内の流路断面がフィルター2118に接する範囲で、当該流路断面の面積が一定の長方形形状に形成され、下部インク室2111bは、直線状の第2長軸L2に沿ってy方向に延在し、フィルター2118に対して垂直なz方向から見た場合に流入口2111dと重なるこの第2長軸L2に沿って第2流出口2111fが設けられており、第2流出口2111fへの−y方向へのインクの流れに対して垂直なxz面内の流路断面がフィルター2118に接する範囲で、当該流路断面の面積が一定の長方形形状に形成されている。
これにより、インクが上部インク室2111a及び下部インク室2111b内で受ける圧力損失、及び流れの淀みや乱れの発生を低減させて、特に、フィルター2118に接する範囲では容易に必要な流速の流れを生じさせて上部インク室2111a及び下部インク室2111bにある気泡を流して除去することが出来る。
The
This reduces the pressure loss that the ink receives in the
また、流路狭窄部材2110は、第2流出口2111fへの−y方向へのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積をこの−y方向への流れの方向に沿って一定量狭める直方体形状である。従って、流路狭窄部材2110により、必要以上に大きな圧力損失、及び流れの淀みや乱れの発生が生じず、インク流量を絞ってノズルからの無駄なインク漏出を抑制しつつ、上部インク室2111a及び下部インク室2111bにある気泡をより確実に除去することが出来る。
Further, the flow
また、第1流出口2111eから流出したインクを流す第1排出部2115と、第2流出口2111fから流出したインクを流す第2排出部2116と、を備え、第1排出部2115は、第2排出部2116よりもインクの流れに係る圧力損失が大きくなるように形成されている。これにより、下部インク室2111bを流れるインクがフィルター2118を通過する際に受ける圧力損失の代わりに上部インク室2111aを流れるインクが圧力損失を受けることになって、送液ポンプ214により流入口2111dから流入したインクは、当該圧力損失の比に応じて上部インク室2111aだけでなく下部インク室2111bにも適宜供給されることになる。従って、下部インク室2111bで必要な流速を得るために上部インク室2111aに流すインクの量を低減させることが出来るので、全体としての時間当たり送液量も低減することが出来る。また、これにより、送液ポンプ214の能力を必要以上に上げる必要がなくなる。
The
また、第1排出部2115には、局所的に流路断面積を縮小する狭窄部材2115aが設けられている。このように、従来インクジェット記録装置100の構成に単純に狭窄部材2115aを挿入することで流路内の気泡の除去に係る動作を改善することが出来るので、当該改善に伴うコストの上昇を避けることが出来る。
Further, the
また、流入口2111dから流入させるインクを貯留するサブタンク212と、第1流出口2111e及び第2流出口2111fから流出したインクをサブタンク212に戻す回収流路219と、を備える。即ち、ノズルから漏出したインク以外を容易にサブタンク212に戻して改めて利用することが出来るので、ノズルからの漏出インク量を低減することで、インクの無駄を少なく抑えることが出来る。
In addition, a
また、下部インク室2111bには、連通口211cを当該連通口211cから離隔した位置で覆い、個別流路2112b内から下部インク室2111bに伝播するインクの圧力変動のうち少なくとも一部を吸収する緩衝部材2119が設けられている。
これにより、緩衝部材2119は、インク吐出時に各個別流路2112bのインク吐出動作の影響を他の個別流路に及ぼさないで適切にインクを吐出させるとともに、当該緩衝部材2119により流路狭窄部材2110による流路狭窄を更に若干強めることが出来る。
Further, the
Thus, the
また、インクに圧力を付してインク流路へのインクの送液を行う送液ポンプ214と、インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、送液ポンプ214による単位時間当たりのインク送液量を定めて当該送液ポンプ214を動作させる制御部40(CPU401)と、を備える。従って、容易な1回の制御動作で従来よりも確実にインク流路内の気泡をフィルター2118の上下ともに除去することが出来る。
In addition, a
また、単位時間当たりのインク送液量の設定値を流量設定データ403aとして記憶するROM403を備え、制御部40(CPU401)は、インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、ROM403に記憶された設定値を参照して送液ポンプ214を動作させる。従って、インクの無駄なく効果的に気泡を除去可能な最適なインク送液量を容易に定めてインク流路内にインクを流し、気泡を除去することが出来る。
In addition, a
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、フィルター2118が共通インク室2111を上下に分割して上部インク室2111aと下部インク室2111bに区分したが、左右方向に分割しても良い。また、上部インク室2111aと下部インク室2111bの流路断面積は、必ずしも一定でなくても良い。また、上部インク室2111aと下部インク室2111bはサイズだけでなく形状が異なっていても良い。フィルター2118に接している範囲で最も広い部分(流速が落ちる部分)で気泡の除去に必要な速度が出るように定められれば良い。また、共通インク室2111がフィルター2118に接していない範囲で湾曲していても良いし、流入口2111d、第1流出口2111e及び第2流出口2111fの一部又は全部が各々上部インク室2111a、下部インク室2111bの上面以外に設けられていても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the
また、上述のように、緩衝部材2119は流路断面積を所定サイズ狭めるものに含まれないが、緩衝部材2119の支持部材を支持に必要なサイズよりも大きく形成することで、流路狭窄部材2110と一体的に形成させることも可能である。
Further, as described above, the
また、上記実施の形態では、第1排出部2115に狭窄部材2115aを設けたが、第1排出部2115自体が局所的に狭い構造であっても良い。或いは、第1排出部2115を第2排出部2116よりも長くしたり、第1排出部2115を屈曲させたりすることで当該第1排出部2115の圧力損失を第2排出部2116の圧力損失よりも大きくさせても良い。更に、インクを下部インク室2111bから吸い出してアウトレット2117へ流す吸引ポンプを第2排出部2116に設けることで、第2排出部2116における実効的な圧力損失を負の値とさせて第1排出部2115の圧力損失よりも小さくさせても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態で示したインクジェットヘッド211の前後のインク流路の構成は、インクジェットヘッド211からの通常の画像記録に係るインク吐出時と気泡の除去などのメンテナンスに係る所定インク流量の供給時に必要なインクが供給可能な構成であれば、適宜変更可能である。
In addition, the configuration of the ink flow path before and after the
また、上記実施の形態では、個別流路2112bを単純な直方体形状で表現しているが、ヘッドチップ2112の製造方法や圧力室の形状、圧力の印加方法などに応じて個別流路2112bの構造は適宜曲がったり局所的に流路断面積が変化したりしても良い。また、このような構造に応じて必要が無い場合には緩衝部材2119は必ずしも設けられなくても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、回収流路219により第1排出部2115及び第2排出部2116から流出したインクがサブタンク212に戻される構成としたが、一度廃液タンクに貯留させ、ユーザーや管理者などが手動で回収してリサイクル可能としても良い。
Further, in the above embodiment, the ink that has flowed out of the
また、ノズルの数などは、適宜設定可能であり、ノズル数に応じて狭窄部材2115aや流路狭窄部材2110のサイズなどは適宜変更され得る。
その他、上記実施の形態で示した構成や設定などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
Further, the number of nozzles and the like can be set as appropriate, and the size and the like of the narrowing
In addition, specific details such as configurations and settings shown in the above embodiments can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10 搬送部
11 駆動ローラー
12 搬送モーター
14 搬送ベルト
16 操作表示部
17 通信部
18 バス
20 画像形成部
211 インクジェットヘッド
2110 流路狭窄部材
2111 共通インク室
2111a 上部インク室
2111b 下部インク室
2111c 連通口
2111d 流入口
2111e 第1流出口
2111f 第2流出口
2112 ヘッドチップ
2112a ノズルプレート
2112b 個別流路
2114 インレット
2115 第1排出部
2115a 狭窄部材
2116 第2排出部
2117 アウトレット
2117a 接続部
2118 フィルター
2119 緩衝部材
212 サブタンク
212a 開放バルブ
212b 液面センサー
212c リリーフバルブ
213 脱気部
213a 脱気モジュール
213b 真空ポンプ
213c 圧力センサー
214 送液ポンプ
214a 送液バルブ
214b 三方切替バルブ
215 負圧形成部
215a 保護バルブ
216 迂回流路
217 供給流路
217a 動作バルブ
218a 循環バルブ
219 回収流路
219a 逆止弁
219b 回収バルブ
22 キャリッジ
23 キャリッジ昇降部
231 モータードライバー
232 昇降モーター
233 電磁ブレーキ
234 梁部材
235 支持部
241 インクトレー
26 ヘッド駆動部
27 インク吐出部
30 インク供給部
31 メインタンク
31a フィルター
31b 供給バルブ
32 供給ポンプ
35 ラック
40 制御部
401 CPU
402 RAM
403 ROM
403a 流量設定データ
404 メモリー
100 インクジェット記録装置
B 筐体
Hc1 コネクター
Hh 貫通部
Hp チューブ
Ht 細溝
DESCRIPTION OF
402 RAM
403 ROM
403a Flow
Claims (10)
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記ノズルに連通する出力流路への連通口と、インクを流出させる第1流出口及び第2流出口と、を有するインク室が設けられ、
前記インク室は、前記フィルターにより、前記流入口及び前記第1流出口を含み、前記フィルターを通過していないインクが流れる上流側インク室と、前記第2流出口及び前記連通口を含み、前記フィルターを通過したインクが流れる下流側インク室と、に区分けされており、
前記下流側インク室には、前記第2流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面の面積を狭める流路狭窄部材が設けられている
ことを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the nozzle;
In the ink flow path, an inflow port through which ink supplied from outside flows in, a filter for filtering the ink that flows in from the inflow port, a communication port to the output flow path that communicates with the nozzle, and the ink flow out An ink chamber having a first outlet and a second outlet to be provided;
The ink chamber includes the inlet and the first outlet by the filter, and includes an upstream ink chamber through which ink not passing through the filter flows, the second outlet and the communication port, It is divided into a downstream ink chamber through which the ink that has passed through the filter flows,
The inkjet recording apparatus, wherein the downstream ink chamber is provided with a channel narrowing member that narrows the area of the channel cross section perpendicular to the ink flow to the second outlet.
前記インク流路には、外部から供給されるインクが流入する流入口と、当該流入口から流入したインクをろ過するフィルターと、前記ノズルに連通する出力流路への連通口と、インクを流出させる第1流出口及び第2流出口と、を有するインク室が設けられ、
前記フィルターにより前記インク室は、前記流入口及び前記第1流出口を含み、前記フィルターを通過していないインクが流れる上流側インク室と、前記第2流出口及び前記連通口を含み、前記フィルターを通過したインクが流れる下流側インク室と、に分割されており、
前記連通口は、前記出力流路の断面積に対して開口面積が局所的に小さくなるように形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the nozzle;
In the ink flow path, an inflow port through which ink supplied from outside flows in, a filter for filtering the ink that flows in from the inflow port, a communication port to the output flow path that communicates with the nozzle, and the ink flow out An ink chamber having a first outlet and a second outlet to be provided;
The ink chamber by the filter includes the inlet and the first outlet, and includes an upstream ink chamber through which ink that has not passed through the filter flows, the second outlet and the communication port, and the filter And the downstream ink chamber through which the ink that has passed through flows.
The ink jet recording apparatus, wherein the communication port is formed so that an opening area is locally reduced with respect to a cross-sectional area of the output flow path.
直線状の第1長軸に沿って延在し、前記フィルターに対して垂直な方向から見た場合に当該第1長軸に沿って前記流入口及び前記第1流出口が設けられており、
前記第1流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面が前記フィルターに接する範囲で、当該流路断面の面積が一定に形成され、
前記下流側インク室は、
直線状の第2長軸に沿って延在し、前記フィルターに対して垂直な方向から見た場合に前記流入口と重なる前記第2長軸に沿って前記第2流出口が設けられており、
前記第2流出口へのインクの流れに対して垂直な流路断面が前記フィルターに接する範囲で、当該流路断面の面積が一定に形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録装置。 The upstream ink chamber is
The inlet and the first outlet are provided along the first long axis when viewed from a direction perpendicular to the filter, extending along a straight first long axis,
In the range where the flow path cross section perpendicular to the ink flow to the first outlet is in contact with the filter, the area of the flow path cross section is formed constant,
The downstream ink chamber is
The second outflow port is provided along the second long axis that extends along a straight second long axis and overlaps the inflow port when viewed from a direction perpendicular to the filter. ,
The area of the cross section of the flow path is formed to be constant within a range in which a cross section of the flow path perpendicular to the flow of ink to the second outlet is in contact with the filter. Inkjet recording apparatus.
前記第2流出口から流出したインクを流す第2流出部と、
を備え、
前記第1流出部は、前記第2流出部よりもインクの流れに係る圧力損失が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。 A first outflow portion for flowing ink flowing out of the first outflow port;
A second outflow portion for flowing ink flowing out from the second outflow port;
With
5. The inkjet recording according to claim 1, wherein the first outflow portion is formed such that pressure loss associated with the ink flow is larger than that of the second outflow portion. apparatus.
前記第1流出口及び前記第2流出口から流出したインクを前記インク貯留部に戻す循環流路と、
を備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。 An ink reservoir for storing ink flowing in from the inlet;
A circulation channel for returning the ink flowing out from the first outlet and the second outlet to the ink reservoir;
An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is provided.
前記インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、前記送液部による単位時間当たりのインク送液量を定めて当該送液部を動作させる制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。 A liquid feeding section that applies pressure to the ink and feeds the ink to the ink flow path; and
A control unit that determines the amount of ink to be fed per unit time by the liquid feeding unit and operates the liquid feeding unit when performing the operation of removing bubbles in the ink flow path;
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is provided.
前記制御部は、前記インク流路内の気泡の除去動作を行う場合に、当該設定記憶部に記憶された前記設定値を参照して前記送液部を動作させる
ことを特徴とする請求項9記載のインクジェット記録装置。 A setting storage unit for storing a set value of the ink feeding amount per unit time;
The control unit operates the liquid feeding unit with reference to the set value stored in the setting storage unit when performing the operation of removing bubbles in the ink flow path. The ink jet recording apparatus described.
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